工业安全的"智慧之眼"：传感器网络在风险预警中的创新实践

工业环境中，危险气体泄漏是引发火灾、爆炸、中毒等事故的核心诱因。可燃气体、有毒有害气体和挥发性有机物是三大类主要威胁。

 工业危险气体的分类与危害

可燃性气体：易燃易爆的“隐形炸弹”

甲烷、丙烷、氢气等可燃性气体，在工业场景下十分常见，一般存在于天然气管道、化工反应釜、煤矿井下。一旦发生泄漏，人工很难迅速察觉，极易在密闭空间累积至危险浓度，引发火灾、爆炸等安全事故。

有毒有害气体：引发人员中毒的“元凶”

工业场所由于其特殊性，在炼油厂脱硫装置、污水处理池、化学品仓库等场景中广泛存在窒息性气体（如一氧化碳、硫化氢）和刺激性气体（如氯气、氨气）等。这些气体存在隐蔽性强、低浓度致命等风险特征，是安全生产环节中的防治重点。

VOCs气体：长期污染与慢性危害

喷涂车间、印刷厂、石化储罐区等场景下往往存在苯、甲苯、甲醛等VOCs类气体，不仅对人体有致癌致畸危害，还会与氮氧化物反应生成臭氧，加剧大气污染。

防风险必须靠科技赋能，面对燃气爆炸、毒性气体泄漏等隐患，国家政策明确提出利用传感器与物联网技术，构建实时监测预警网络，将事故风险从“被动处置”转向“主动防控”。

相关政策：

《“十四五”危险化学品安全生产规划方案》：明确要求化工园区建立全覆盖的有毒有害气体监测预警系统，推动智能化风险管控平台建设。

《工业互联网+安全生产行动计划》：鼓励园区部署物联网传感器和AI分析平台，实现气体泄漏等风险的实时监测与联动处置。

《化工园区安全风险智能化管控平台建设指南》：必建内容：可燃/有毒气体监测、泄漏溯源分析、应急指挥模块。

气体传感器：为工业安全构建防护网

针对不同危险气体的特性，传感器技术正在为工业安全领域构建安全防护体系。  

可燃气体检测

在工业可燃气体检测中，TDLAS激光甲烷传感器和NDIR红外甲烷传感器是两种主流技术。

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）的激光甲烷传感器，激光波长精准匹配甲烷吸收峰，避免了水蒸气、CO2等气体干扰。开放式光路设计，不仅能实现秒级响应，更可探测数十米外的泄漏点，实现远距离遥测。通常应用于天然气输配管网、煤矿井下瓦斯监测、LNG储罐区等高危场景。

工业激光甲烷传感器

基于NDIR非色散红外原理的红外甲烷传感器，则使用宽谱红外光源，通过滤光片选取甲烷吸收波长，检测红外光被甲烷吸收后的强度变化，结合参比通道（非吸收波长）消除环境干扰实现气体浓度测量。传感器具有很好的选择性，超低功耗，无氧气依赖性，性能稳定、寿命长；可直接替代催化燃烧元件，广泛应用于存在可燃性、爆炸性气体的各种场合。

红外甲烷传感器

有毒有害气体检测

从20世纪80年代起，电化学传感器就开始应用于监测各种各样的毒性气体，并显示出了良好的敏感性和选择性。在气体监测所有可用的所有传感器类型中，电化学传感器的功耗是最低的，在工业领域的毒性气体及氧气浓度监测中应用最为广泛。

基于电化学原理的气体传感器具有功耗低、响应速度快、线性范围宽等特点，工业领域常见的一氧化碳、硫化氢、氨气、氯气、二氧化硫、磷化氢、二氧化氮等多种有毒有害气体及氧气都可以用这类传感器来进行检测。并且，传感器便于更换，能够适配多数工业化工仪器仪表检测需求，在化工园区泄漏检测、井下作业安全防护等场景中应用广泛。

电化学气体传感器

VOCs气体检测

利用光离子化检测技术的PID传感器，能检测十亿分之一(ppb)到百万分之一(ppm)浓度级别的化合物，是非色散红外、电化学、催化燃烧气体传感器的补充，也是技术含量比较高的一种气体传感器。

PID光离子化气体传感器是一种具有极高灵敏度，用途广泛的传感器，可以检测极低浓度的VOC气体。与传统检测方法相比，它具有体积小、精度高、分辨率高、响应快，可以连续测试、实时性和安全性高等特点。支持全量程定制，能够在不同应用领域对数千种挥发性有机化合物(VOCs) 及部分无机蒸气进行检测，可用于喷涂车间实时调控、污染事故应急处理等场景。

PID传感器及模组

多传感器融合创新趋势

工业场所的复杂环境下，通常需要集成多种传感器来构建安全生产风险动态地图。激光气体传感器、红外气体传感器、催化燃烧式气体传感器、气体流量传感器、压力传感器等也是工业安全多层次防护体系中的重要组成部分。

未来，随着纳米材料、MEMS工艺的突破，传感器将向更低功耗、更高智能方向进化。多传感器融合技术协同构建的“感知-分析-响应”闭环，也将为工业安全提供全场景、全天候的数字化保障！